高二物理带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计

带电粒子在匀强磁场中的运动教案教案：带电粒子在匀强磁场中的运动教学目标：1.理解带电粒子在匀强磁场中的受力情况；2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.通过实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。

教学内容：1.匀强磁场对带电粒子的受力情况；2.带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。

教学步骤：步骤一：导入新知识1.引导学生回顾带电粒子在电场中的受力情况和运动规律。

2.提问：带电粒子在磁场中会受到什么力的作用？步骤二：讲解磁场对带电粒子的受力情况1.讲解磁场对带电粒子的受力情况，包括洛伦兹力的概念和公式。

2.引导学生思考：磁场对带电粒子的受力方向有什么规律？步骤三：讲解带电粒子在匀强磁场中的运动规律1.介绍带电粒子在匀强磁场中的运动规律，包括圆周运动和螺旋线运动。

2.解释圆周运动的原因和条件，引导学生推导出圆周运动的半径和周期与粒子的质量和电量以及磁场的强度有关的公式。

3.解释螺旋线运动的原因和条件，引导学生推导出螺旋线运动的公式。

步骤四：进行实验观察和计算验证1.准备实验装置：匀强磁场发生器、带电粒子源、探测仪器等。

2.让学生通过实验观察和记录带电粒子在匀强磁场中的运动情况。

3.引导学生利用实验数据计算带电粒子的电量和质量。

步骤五：总结归纳1.让学生总结匀强磁场中带电粒子的受力情况和运动规律。

2.提问：匀强磁场中的带电粒子运动方向与磁场方向有什么关系？教学重点：1.听懂和理解磁场对带电粒子的受力情况；2.掌握带电粒子在匀强磁场中的运动规律；3.进行实验观察和计算验证带电粒子在匀强磁场中运动规律。

教学拓展：1.通过实验让学生观察带电粒子在匀强磁场中的运动情况，并计算出带电粒子的电量和质量；2.引导学生讨论带电粒子在其他磁场中的受力情况和运动规律；3.提供额外的实验题目，让学生练习带电粒子在匀强磁场中的运动相关问题。

教学反思：本节课通过讲解和实验相结合的方式，旨在让学生理解和掌握带电粒子在匀强磁场中的受力情况和运动规律。

1.3带电粒子在匀强磁场中的运动一、教材分析物理课程标准：理解洛伦兹力提供向心力，带电粒子做匀速圆周运动的相关特点及其应用。

教材内容及体系安排：带电粒子的运动是电学中比较难的点，是将电磁学、力学知识融为一体的内容。

学生的物理模型建立较弱，本节是要帮学生建立相关的模型特点。

让学生能够清楚知道带电粒子的运动情况、以及相关的特点。

二、学情分析授课学生对象：高二年级的学生。

知识储备：理解洛伦兹力方向判断、大小的计算。

能力基础：知识的把握能力较弱，不会用相应的物理概率解决问题。

学习缺乏主动性。

思维方式：储备相应的基本技能知识，但是没有形成系统的规律和方法。

对问题处理能力较弱。

三、教学目标与核心素养物理观念∶能用洛伦兹力分析匀速圆周运动的相关特点。

科学思维∶学会掌握运动电荷在磁场中匀速圆周运动轨迹绘制方式，梳理求半径的方式方法。

科学探究：通过对射线在密室中的运动轨迹分析，提升学生基于经验事实建构物理建构模型的能力科学态度与责任∶分析解决问题的过程中，培养学生严谨、实事求是的科学态度，引导学生注重对生活中的相关应用。

培养学生科学发展，促进学生科学责任的形成。

四、教学重难点教学重点：运动电荷在磁场做圆周运动的半径、运动时间的解法。

教学难点：运动电荷在磁场中运动轨迹的绘制，利用方式方法对圆心的寻找。

五、教法学法教法：讲授法、实验探究法学法：自主探究法、讨论交流法、六、教学准备多媒体课件、圆规、直尺等实验器材七、教学过程1、温故知新、复习导入课堂一、洛伦兹力：运动电荷（正负电荷）在磁场中受到的力二、洛伦兹力的方向、大小三、洛伦兹力洛伦兹力的特点1.运动电荷在磁场中可能不受到洛伦兹力（v与B平行时）2.运动电荷的方向v与B组成的平面垂直F=qvB3.洛伦兹力只改变运动电荷的速度方向，不改变运动电荷的速度大小4、洛伦兹力永不做功新课教学1：列举生活中常见的粒子带电的基本粒子:电子，质子，α粒子，正负离子带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃新课教学2：带电粒子在匀强磁场、电场中的运动探究1：带电粒子在匀强电场中的运动（平行时）带电粒子做匀加速直线运动探究1：带电粒子在匀强磁场中的运动（平行时）带电粒子做匀速直线运动探究2：带电粒子在偏转电场中做类平抛运动带电粒子在偏转电场中类平抛运动带电粒子在偏转磁场中的运动？新课教学3：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动洛伦兹力的特点：洛伦兹力对带电粒子不做功，不改变带电粒子的速度大小，只改变速度的方向。

(1)当带电粒子以速度y平行于磁场方向进入匀强磁场后，粒子所受洛伦兹力为零，所以粒子将以速度1/做匀速直线运动•
(2)当带电粒子以一定的速度垂直进入磁场时做圆周运动，且圆周运动的半径与磁场的强弱及粒子的入射速度有关・
2、带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
如图所示，带电粒子以速度1/垂直磁场方向入射, 在磁场中做匀速圆周运动，设带电粒子的质量为 0所带的电荷量为7求轨道半径和周期？
3、质谱仪
1 •结构：质谱仪由静电加速电极、速度选择器、偏转磁场、显示屏等组成•(如图)
2 •原理：
(1)粒子源及加速电场：使带电粒子获得速度V进入速度选择器，v = 2qUm).
(2)速度选择器：只有做匀速直线运动的粒子才能
1•构造：①粒子源；②两个。

形盒；(③匀强磁场；④高频电源；⑤粒子引出装置；•⑥真空容器•2.工作原理
(1)电场的特点及作用
特点：两个D形盒之间的窄缝区域存在周期性变化的电场•
作用：带电粒子经过该区域时被加速•
(2)磁场的特点及作用
特点：D形盒处于与盒面垂直的匀遐磁场中•
作用：带电粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动,从而改变运动方向,至上周期后再次进入电场•。

第节 带电粒子在匀强磁场中的运动教学步骤回答：平抛和匀速圆周运动．在此学生很有可能根据带电粒子进入匀强电场做平抛运动的经验，误认为带电粒子垂直进入匀强磁场也做平抛运动．在这里不管学生回答 正确与错误，都应马上追问：为什么？引导学生思考，自己得出正确答 案．．介绍并观察演示实验：带电粒子在磁场中的运动──洛仑兹力演 示仪．和匀强磁场中，它们将做什么运动？ （如图所示）提出问题：引 发学生思考， 为后面的教学 抛砖引玉导 入 新 课．复习提问：如图所示，当带电粒子以速度分别垂直进入匀强电场新课教学．带电粒子垂直进入匀强磁场的轨迹（板书）提问：①洛在什么平面内？它与的方位关系怎样？② 洛对运动电荷是否做功？③洛对运动电荷的运动起何作用？④带电粒子在磁场中的运动具有什么特点？结论：（板书）①带电粒子垂直进入匀强磁场，其初速度与磁场垂直，根据左手定则，其受洛仑兹力的方向也跟磁场方向垂直，并与初速度方向都在同一垂直磁场的平面内，所以粒子只能在该平面内运动．②洛仑兹力总是跟带电粒子的运动方向垂直，它只改变粒子运动的方向，不改变粒子速度的大小，所以粒子在磁场中运动的速率是恒定的，这时洛仑兹力的大小也是恒定的．③洛仑兹力对运动粒子不做功．④洛仑兹力对运动粒子起着向心力的作用，因此粒子的运动一定是匀速圆周运动．．带电粒子在磁场中运动的轨道半径提问：①带电粒子做匀速圆周运动时，什么力作为向心力？心洛（）②做匀速圆周运动的物体所受的向心力心与物体质量、速度和半径的关系如何？心／（）进而由学生自己推出讨论：①粒子运动轨道半径与哪些因素有关，关系如何？②质量不同电量相同的带电粒子，若以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？③速度相同，荷质比不同的带电粒子垂直进入同一匀强磁场，它们的轨道半径关系如何？④在同一磁场中做半径相等的圆周运动的氢、氦原子核，哪个运动速度大？通过学生的回答，展开讨论，让同学自己得出正确的答案，强化上节所学知识── 洛仑兹力产生条件，洛仑兹力大小、方向的计算和判断方法．通过讨论对刚才的结论有更深的认识粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径为 2mu / qB 2故到的距离为： 2mu / qB 2教师讲解：和进入磁场的速度无关，进入同一磁场时，∝ m ，而且这些个q量中，、、可以直接测量，那么，我们可以用装置来测量电荷的荷质比。

1.3 带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计在现代科学技术中，常常要研究带电粒子在磁场中的运动。

如果在磁场中发射一束带电粒子，判断下图中带电粒子（电量q，重力不计）所受洛伦兹力的大小和方向。

运动形式：带电粒子平行射入匀强磁场----匀速直线运动。

带电粒子垂直射入匀强磁场----带电粒子将会做什么运动？（一）带电粒子的受力分析一个质量为 1.67×10-27kg、电荷量为1.6×10-19C 的带电粒子，以5×105m/s 的初速度沿与磁场垂直的方向射入磁感应强度为0.2 T 的匀强磁场。

求出粒子所受的重力和洛伦兹力的大小之比。

粒子所受的重力G ＝ mg ＝ 1.67×10-27×9.8 N ＝ 1.64×10-26 N 所受的洛伦兹力F ＝ qvB ＝ 1.6×10-19×5×105×0.2 N ＝ 1.6×10-14 N 重力与洛伦兹力之比1214261003.1106.11064.1---⨯=⨯⨯=N N F G你有什么启发？带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力远大于重力，重力作用的影响可以忽略。

（二）探究带电粒子在磁场中运动轨迹 洛伦兹力的方向始终与运动方向垂直，所以带电粒子在运动过程中速度大小如何变化，运动轨迹如何？洛伦兹力只改变速度方向不改变速度大小洛伦兹力始终与速度方向垂直 电荷在匀强磁场中做匀速圆周运动。

如何用实验验证这一结论？ （三）实验验证 介绍实验器材：演示实验（一）带电粒子在磁场中做圆周运动的半径因带电粒子只受洛伦兹力下做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：由Rvm qvB2=得qBm v r=规律：1.当电子束出射速度不变，磁感应强度变大时，这个圆的半径变小；2.当磁感应强度不变，电子束出射速度变大时，这个圆的半径变大。

（二）带电粒子在磁场中做圆周运动的周期你能根据以前所学的知识，推导一下带电粒子在匀强磁场做圆周运动的周期规律吗？（一）数学知识准备（二）圆心的确定情景一：如图，若已知入射点P、出射点M及其两点的速度方向，如何确定带电粒子运动轨迹圆心？【思路点拨】作入射速度出射速度的垂线，两垂线交点就是圆弧轨道的圆心。

高二物理《带电粒子在磁场中的运动》教学设计教学目标一、知识目标：1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，做匀速圆周运动．2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题．3、知道质谱仪的工作原理．二、能力目标：在培养学生能力方面，通过引导学生由洛仑兹力对运动电荷的作用力的分析，逐步得出带电粒子在磁场中的运动规律，以及通过让学生推导半径公式、周期公式等教学过程，培养学生的迁移能力，体会如何用已学知识来探讨研究新问题。

三、德育目标：通过学习质谱仪的工作原理，让学生认识先进科技的发展，有助于培养学生对物理的学习兴趣．重难点分析1.分析运动电荷在匀强磁场中作匀速圆周运动时，要抓住几个关键：一是洛伦兹力的特点：洛伦兹力在方向上的特点是既垂直于磁场又垂直于速度；在本节中只讨论速度方向和磁场方向垂直的情况，这些要让学生建立一个空间的情景。

由于高中力学的学习一般的物理量都在同一平面上，因此取电荷的运动速度与洛伦兹力所决定的平面，磁场与这个平面垂直。

洛伦兹力在大小上的特点是决定于Bqv 。

B 、q 一定时，仅决定于速度。

由于洛伦兹力总是与速度垂直，因此洛伦兹力在功能上的特点是不做功，因此运动电荷的速率不变，这样洛伦兹力就是一个大小不变，方向总是改变（又总是与速度垂直）的力。

第二是物体受到切向力作用时，会改变速度的大小，受到法向力作用时，会改变运动的方向，如果只受到大小一定的法向力，具有切线速度的物体有条件做匀速圆周运动。

运动电荷在磁场中所受到的洛伦兹力就是法向力，因此运动电荷垂直于磁场方向射入磁场时，只能做匀速圆周运动。

2.由Bqv ＝m v r 2得出r ＝m v Bq 和T ＝2πm Bq 后，可以做一下定性的分析。

v 、m 一定时，B 、q 增大会使向心力增大，向心加速度增大，使得半径r 减小。

v 、B 、q 一定时，m 减小会使向心加速度增大，使得半径r 增大。

§3.6带电粒子在匀强磁场中的运动编制： 使用时间： 班级： 姓名：【学习目标】1.知道带电粒子在匀强磁场中的运动规律。

（重点）2.掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式及应用。

（重点、难点）3.了解质谱仪的工作原理。

【课前预习】1.带电粒子在匀强磁场中的运动（1）带电粒子的运动方向与磁场方向平行：做 运动。

（2）带电粒子的运动方向与磁场方向垂直：粒子做 运动，运动的轨道平面与磁场方向 。

轨道半径公式：_______=r ，周期公式：_______=T 。

2.质谱仪是一种十分精密的仪器，是测量带电粒子的 和分析 的重要工具。

【复习导入】1.做匀速圆周运动的物体受力有什么特点？满足什么规律？2.什么是洛伦兹力？大小如何求解？方向如何确定？【问题导学】带电粒子在匀强磁场中的运动规律问题1 带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场，它将做什么运动？为什么？提示：物体的运动由什么决定？问题2 带电粒子平行磁场方向进入匀强磁场，它将做什么运动？【实验验证】洛伦兹力演示仪1.仪器介绍（课本99页）2.演示实验演示1给励磁线圈通电，在玻璃泡中产生匀强磁场，打开电子枪，让电子束平行进入匀强磁场。

现象：结论：演示2转动玻璃泡，让电子束垂直进入匀强磁场。

现象：结论：演示3 电子垂直进入，保持初速度不变，调节励磁线圈中的电流，增强磁场。

现象：演示4电子垂直进入，保持磁场不变，调节电子枪的加速电压，增大速度。

现象：【理论探究】问题3 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式[例1]如图，匀强磁场磁感应强度大小为B ，方向垂直于纸面向里，一带电粒子质量为m ，电荷量为)0(- q q ，以速度v 垂直进入磁场。

求：带电粒子做匀速圆周运动的轨道半径r 和周期T 。

规律总结：1.半径公式：2.周期公式：练习1两个粒子带电量相等，在同一匀强磁场中只受磁场力而做匀速圆周运动，则（ ）A. 若速率相等，则半径相等B. 若速率相等，则周期相等C. 若v m 、的乘积相等，则半径相等D. 若动能相等，则周期相等练习2如图，MN 为铝质薄平板，铝板上方和下方分别有垂直于图平面的匀强磁场（未画出）。

一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律，理解洛伦兹力对带电粒子运动的影响。

2. 能够运用所学知识解决实际问题，提高学生的动手能力和创新能力。

3. 培养学生的团队合作精神，提高学生的科学素养。

二、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力的计算。

2. 教学难点：带电粒子在匀强磁场中圆周运动的半径计算，洛伦兹力方向的确定。

三、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。

2. 利用多媒体动画演示，帮助学生直观理解带电粒子在磁场中的运动情况。

3. 结合实际例子，让学生学会运用所学知识解决实际问题。

四、教学准备1. 多媒体教学设备。

2. 带电粒子在匀强磁场中运动的动画演示素材。

3. 相关实际问题的案例资料。

五、教学过程1. 导入：以一个简单的实际问题引入，如电子在磁场中的运动情况，激发学生的兴趣。

2. 探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律：引导学生通过观察动画演示，分析带电粒子在磁场中的运动情况，总结运动规律。

3. 讲解洛伦兹力的计算：结合运动学公式，讲解洛伦兹力的计算方法，并进行示例计算。

4. 应用拓展：给出一些实际问题，让学生运用所学知识解决，如粒子加速器中的粒子运动问题。

5. 总结：对本节课的主要内容进行总结，强调重点知识点。

6. 作业布置：布置一些有关带电粒子在匀强磁场中运动的练习题，巩固所学知识。

六、教学评价1. 课堂讲解：评价学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度，以及对洛伦兹力计算的掌握情况。

2. 作业练习：通过学生完成的练习题，评估学生对课堂所学知识的掌握程度。

3. 小组讨论：评价学生在团队合作中的表现，以及创新能力和解决问题能力。

七、教学反思1. 针对学生的反馈，调整教学方法和策略，以提高教学效果。

2. 针对学生的掌握情况，适当增加练习题的难度，提高学生的应用能力。

3. 注重培养学生的团队合作精神，提高学生的科学素养。

带电粒子在匀强磁场中的运动★重难点一、带电粒子在匀强磁场中的运动★带电粒子在匀强磁场中的运动1．用洛伦兹力演示仪观察电子的轨迹(1)不加磁场时，观察到电子束的径迹是直线．(2)加上匀强磁场时，让电子束垂直射入磁场，观察到的电子径迹是圆周．(3)保持电子的出射速度不变，改变磁场的磁感应强度，发现磁感应强度变大，圆形径迹的半径变小．(4)保持磁场的磁感应强度不变，改变电子的出射速度，发现电子的出射速度越大，圆形径迹的半径越大． 结论：(1)当带电粒子以速度v 平行于磁场方向进入匀强磁场后，粒子所受洛伦兹力为零，所以粒子将以速度v 做匀速直线运动．(2)当带电粒子以一定的速度垂直进入磁场时做圆周运动，且圆周运动的半径与磁场的强弱及粒子的入射速度有关．2．带电粒子在匀强磁场中的圆周运动如图所示，带电粒子以速度v 垂直磁场方向入射，在磁场中做匀速圆周运动，设带电粒子的质量为m ，所带的电荷量为q .(1)轨道半径：由于洛伦兹力提供向心力，则有qvB ＝m v 2r ，得到轨道半径r ＝mv qB. (2)周期：由轨道半径与周期之间的关系T ＝2πr v 可得周期T ＝2πm qB. 【特别提醒】(1)由公式r ＝mv qB知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，其轨道半径跟运动速率成正比． (2)由公式T ＝2πm qB 知，在匀强磁场中，做匀速圆周运动的带电粒子，周期跟轨道半径和运动速率均无关，而与比荷qm成反比．3．带电粒子在磁场中做圆周运动时圆心、半径和运动时间的确定方法(1)圆心的确定．圆心一定在与速度方向垂直的直线上，常用三种方法确定：①已知粒子的入射方向和出射方向时，可通过入射点和出射点分别作垂直于入射方向和出射方向的直线，两条直线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图甲所示，P为入射点，M为出射点．②已知粒子的入射点和出射点的位置时，可以通过入射点作入射方向的垂线，再连接入射点和出射点作其中垂线，这两条垂线的交点就是圆弧轨道的圆心，如图乙所示，P为入射点，M为出射点，这种方法在不明确出射方向的时候使用．③若仅知道粒子进入磁场前与离开磁场后的速度方向，可找两速度方向延长线夹角的角平分线以确定圆心位置范围，再结合其他条件以确定圆心的具体位置．(2)半径的确定和计算如图所示，利用平面几何关系，求出该圆的可能半径(或圆心角)，并注意利用以下两个重要几何关系：①粒子速度的偏向角φ等于圆心角α，并等于弦AB与切线的夹角(弦切角θ)的2倍，即φ＝α＝2θ＝ωt.②相对的弦切角θ相等，与相邻的弦切角θ′互补，即θ＋θ′＝180°.【特别提醒】带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的程序解题法——三步法1．画轨迹即确定圆心，几何方法求半径并画出轨迹。

带电粒子在匀强磁场中的运动教学设计(一)整体设计教学分析本节教材的内容属于洛伦兹力知识的应用，教科书采用了先实验探究，再理论分析与推导的顺序。

这样的过程比较符合一般的认知规律，会降低学习的难度。

但是，如果学生整体水平较高，就可以采用先理论分析，再实验验证的顺序，给学生提供较高强度的思维训练。

这样使学生既有思维能力训练，又有感性认识体验，在理论与实践的结合中体会到成功的喜悦，同时也进一步体会理论联系实践的研究方法。

教学目标1．通过实验，知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会在磁场中做圆周运动，圆周运动的半径与磁感应强度的大小和入射的速度的大小有关。

2．通过理论分析，知道带电粒子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场会在磁场中做匀速圆周运动，并能用学过的知识推导出匀速圆周运动的半径公式和周期公式。

3．能用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场中受力、运动的问题，了解质谱仪和回旋加速器的工作原理。

4．通过实验和理论探究、合作探讨，体会科学探究的乐趣。

教学重点难点重点：理解轨道半径和周期。

难点：带电粒子垂直射入匀强磁场做匀速圆周运动的成因。

教学方法与手段以问题思考为先导，引导学生运用原有所学的知识进行思考，再辅以实验仪器的演示探究，形成感性认识，再通过合作学习发动学生对带电粒子在磁场中的运动情况进行思考、讨论，进行理论探究，将带电粒子在匀强磁场中的运动的探究进行到底。

课前准备教学媒体洛伦兹力演示仪、多媒体课件、微机。

知识准备复习洛伦兹力的定义、洛伦兹力的特点。

教学过程导入新课[事件1]教学任务：设置疑问，导入新课师生活动：复习、设疑导入：设置思考问题，在复习上节所学内容的基础上思考问题，引入新课。

引入新课：问题思考1.什么是洛伦兹力？2.带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？3.带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场时会做什么运动呢？学生搜索已学知识，陷入思考中。

设计说明：问题的提出激发学生的好奇心和求知欲，使学生的注意力很快集中，进入探究的过程。

高二物理带电粒子在匀强磁场中的运动教案知识与能力目标1． 理解洛伦兹力对粒子不做功2． 理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度垂直时，粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动3． 推导半径，周期公式并解决相关问题道德目标培养学生热爱科学，探究科学的价值观教学重点带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式和周期公式，并能用来解决有关问题。

教学难点带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件对周期公式和半径公式的定性的理解。

教学方法在教师指导下的启发式教学方法教学用具电子射线管，环行线圈，电源，投影仪，教学过程一 引入新课复习：1 当带电粒子以速度v 平行或垂直射入匀强磁场后，粒子的受力情况；2 回顾带电粒子垂直飞入匀强电场时的运动特点，让学生猜想带电粒子垂直飞入匀强磁场的运动情况。

二．新课1．运动轨迹演示实验 利用洛伦兹力演示仪，演示电子射线管内的电子在匀强磁场中的运动轨迹，让学生观察存在磁场和不存在磁场时电子的径迹。

现象：圆周运动。

提问：是匀速圆周运动还是非匀速圆周运动呢？分析：〔1〕 首先回顾匀速圆周运动的特点：速率不变，向心力和速度垂直且始终在同一平面，向心力大小不变始终指向圆心。

〔2〕带电粒子在匀强磁场中的圆周运动的受力情况是否符合上面3个特点呢？带电粒子的受力为F 洛=qvB ，与速度垂直故洛伦兹力不做功，所以速度v 不变，即可得洛伦兹力不变，且F 洛与v 同在垂直与磁场的平面内，故得到结论：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动结论：1、带电微观粒子的质量很小，在磁场中运动受到洛伦兹力远大于它的重力，因此可以把重力忽略不计，认为只受洛伦兹力作用。

2、沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供做向心力，只改变速度的方向，不改变速度的大小。

2．轨道半径和周期• 例：一带电粒子的质量为m ，电荷量为q ，速率为v ，它在磁感应强度为B 的匀强磁场中做匀速圆周运动，求轨道半径有多大？由 得 可知速度越大，r 越大。

高二物理带电粒子在匀强磁场中的运动教学目的：1．理解带电粒子在匀强磁场中的规律。

2．掌握带电粒子在有界磁场中运动轨迹的确定。

教学方法：讲、练结合教学重点、难点：带电粒子在磁场中运动轨迹的确定方法。

教学过程：一．电粒子在匀强磁场中的运动规律例1. 一束带电粒子以同一速度，并从同一位置进入匀强磁场，在磁场中它们的轨迹如下图.粒子q1的轨迹半径为r1，粒子q2的轨迹半径为r2，且r2＝2r1，q1、q2分别是它们的带电量.那么q1带___电、q2带____电，比荷之比为(q1/m1 ) : ( q2/m2 )＝________，运动时间之比。

二．确定带电粒子在有界磁场中运动轨迹的方法例2：如下图，一束电子〔电量为e〕以速度v垂直射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中，穿透磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30o，那么电子的质量是多少？穿透磁场的时间又是多少？拓展1：拓展2：例3：如下图，在y<0的区域内存在匀强磁场，磁场方向垂直于xy平面并指向纸面外，磁感应强度为B。

一带正电的粒子以速度v0从O点射入磁场，入射方向在xy平面内，与x轴正向的夹角为θ。

假设粒子射出磁场的位置与O点的距离为L，求该粒子的电量和质量之比q/m。

拓展1：拓展2：例4：一带电质点，质量为m、电量为q，以平行于Ox轴的速度v从y轴上的a点射入图中第一象限所示的区域，为了使该质点能从x轴上的b点以垂直于Ox轴的速度v射出，可在适当的地方加一个垂直于Oxy平面、磁感应强度为B的匀强磁场，假设此磁场仅分布在一个圆形区域内，试求这个圆形磁场区域的最小半径〔重力忽略不计〕。

课堂小结：布置作业：。

第6节带电粒子在匀强磁场中的运动学习目标核心提炼1.知道带电粒子沿着垂直于磁场的方向射入匀强磁场会做匀速圆周运动。

1种分析方法——洛伦兹力提供向心力q v B＝mv2r2个推论公式——r＝m vqB，T＝2πmqB2个应用——质谱仪和回旋加速器2.理解洛伦兹力对运动电荷不做功。

3.能够用学过的知识分析、计算有关带电粒子在匀强磁场中受力、运动问题。

4.知道回旋加速器、质谱仪的基本构造、原理及用途。

一、带电粒子在匀强磁场中的运动1.运动轨迹带电粒子(不计重力)以一定的速度v进入磁感应强度为B的匀强磁场时：(1)当v∥B时，带电粒子将做匀速直线运动。

(2)当v⊥B时，带电粒子将做匀速圆周运动。

2.带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动(1)运动条件：不计重力的带电粒子沿着与磁场垂直的方向进入匀强磁场。

(2)洛伦兹力作用：提供带电粒子做圆周运动的向心力，即q v B＝m v2r。

(3)基本公式①半径：r＝m vqB；②周期：T＝2πmqB。

带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的周期与粒子运动速率和半径无关。

3.洛伦兹力的作用效果洛伦兹力只改变带电粒子速度的方向，不改变带电粒子速度的大小，或者说洛伦兹力不对带电粒子做功，不改变粒子的能量。

二、质谱仪1.原理图：如图1所示。

图12.加速：带电粒子进入质谱仪的加速电场，由动能定理得qU＝12m v2。

3.偏转：带电粒子进入质谱仪的偏转磁场做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力：q v B＝m v2 r。

4.结论：r＝1B2mUq。

测出粒子的轨迹半径r，可算出粒子的质量m或比荷qm。

5.应用：可以测定带电粒子的质量和分析同位素。

三、回旋加速器1.构造图：如图2所示。

图22.核心部件：两个半圆金属D形盒。

3.原理：高频交流电源的周期与带电粒子在D形盒中的运动周期相同，粒子每经过一次加速，其轨道半径就大一些，粒子做圆周运动的周期不变。

4.最大动能：由q v B＝m v2R和E k＝12m v2得E k＝q2B2R22m(R为D形盒的半径)，即粒子在回旋加速器中获得的最大动能与q、m、B、R有关，与加速电压无关。

带电粒子在匀强磁场中的运动（第一课时）沁水中学谭国利教学目标知识目标1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，带电粒子做匀速圆周运动。

2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题。

3、知道质谱仪的工作原理。

能力目标通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程，培养学生严密的逻辑推理能力。

情感态度与价值观通过学习质谱仪、回旋加速器（第二课时）的工作原理，让学生认识先进科技的发展，有助于培养学生对物理的学习兴趣，激发学生的爱国热情。

重点：带电粒子垂直射入匀强磁场中的运动半径和运动周期。

难点：理解垂直射入匀强磁场中的带电粒子运动是匀速圆周运动。

教学过程一、新课导入上一节课我们讨论了磁场对运动电荷的作用力——洛伦兹力。

那么在洛伦兹力的作用下带电粒子会做什么样的运动呢？这一节我们来对此做一个探究，今天，我们来研究带电粒子垂直进入匀强磁场时的运动规律。

学生活动：搜索已学过的知识，但不能很快找出规律，陷入思考中。

二、进行新课（一）、仪器介绍首先给同学们介绍一种能演示带电粒子在磁场中运动轨迹的仪器——洛伦兹力演示仪。

1、电子枪：产生电子束。

玻璃泡内充有稀薄气体，当电子束通过玻璃泡时，可以显示电子的运动轨迹。

2、励磁线圈：（先让学生观察课本88页图3.3-8，再比较励磁线圈，分析励磁线圈的作用及产生的磁场的方向），两线圈间产生的匀强磁场方向与两线圈中心连线的方向平行。

3、电流、电压选择档：调节励磁线圈中的电流可以改变磁感应强度；调节电子枪的加速电压可以改变电子的速度。

（二）、实验探究探究一：不加磁场时观察电子束的轨迹学生活动：讨论，进行预测。

教师活动：用洛伦兹力演示仪进行演示。

学生活动：观察实验现象。

探究二：加磁场时观察电子束的轨迹学生活动：讨论，进行预测。

教师活动：用洛伦兹力演示仪进行演示。

（在此让学生通过电子束的偏转方向判断所加磁场的方向）学生活动：观察实验现象、并判断所加磁场的方向。

环节1.直线边界2、平行边界3、圆形边界带电粒子各种边界运动情况的轨迹圆心如何确定圆心角、偏转角、圆周角之间的关系学生分组讨论，交换不同意见3、学生回答并补充。

生学习知识的欲望3、让学生参与课堂活动，主动思考本节课重点内容。

2做议讲评环节如图一带电量为q=+2×10-9C、质量为m=1.8×10-16g的粒子，在直线上一点O处沿与直线成30o角的方向垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，经历t=1.5×10-6s后到达直线上另一点P。

求：（1）粒子做圆周运动的周期T；（2）磁感应强度B的大小；（3）若OP的距离为0.1m，则粒子的运动1、布置问题2、提出问题，补充，评价。

3、引导解题，引导给出解题方法思考讨论，学生相互交换意见，学生回答问题，其他同学补充1、突出本节课重点内容2、培养学生思考问题、解决问题的能力、小组合作能力20分钟速度v多大？3总结提升环节长为L的水平极板间，有垂直纸面向内的匀强磁场，如图所示，磁感强度为B，板间距离也为L，板不带电，现有质量为m，电量为q的带正电粒子（不计重力），从左边极板间中点处垂直磁感线以速度v水平射入磁场，欲使粒子不打在极板上，求粒子的速度范围？布置问题提示学生回答问题给出正确答案梳理解题步骤学生思考问题给出正确答案学生解释问题板演正确步骤完成知识目标突破本节课难点提升学生思考问题能力。

7分钟。

3.6、带电粒子在匀强磁场中的运动（第1课时）同心县豫海回民中学锁俊明一、教学目标（一）知识与技能1、理解洛伦兹力对粒子不做功.2、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度的方向垂直时，粒子在匀磁场中做匀速圆周运动.3、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题. 知道质谱仪的工作原理。

（二）过程与方法通过综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场（电场、磁场）中的问题.培养学生的分析推理能力.（三）情感态度与价值观通过对本节的学习，充分了解科技的巨大威力，体会科技的创新历程。

二、重点与难点：重点：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能用来分析有关问题.难点：1.粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动.2.综合运用力学知识、电磁学知识解决带电粒子在复合场中的问题.三、教具：洛伦兹力演示仪、电源、多媒体等四、教学过程：（一）复习引入［问题1］什么是洛伦兹力？［磁场对运动电荷的作用力］［问题2］洛伦兹力的大小和方向如何确定？［大小：F=qvB sinθ方向：左手定则］［问题3］带电粒子在磁场中是否一定受洛伦兹力？［不一定，洛伦兹力的计算公式为F=qvB sinθ，θ为电荷运动方向与磁场方向的夹角，当θ=90°时，F=qvB;当θ=0°时，F=0.］带电粒子进入匀强磁场时到底会做什么运动呢？今天我们来学习——带电粒子在匀强磁场中的运动（二）新课讲解---第六节、带电粒子在匀强磁场中的运动一、带电粒子在匀强磁场中的运动问题1：带电粒子平行射入匀强磁场的运动状态？（重力不计）匀速直线运动问题2：带电粒子垂直射入匀强磁场的运动状态？（重力不计）（1）当v⊥B 时，洛伦兹力的方向与速度方向的关系?（2）带电粒子仅在洛伦兹力的作用下，粒子的速率变化么？（3）洛伦兹力如何变化？（4）从上面的分析，你认为垂直于匀强磁场方向射入的带电粒子，在匀强磁场中的运动状态如何？实验：洛伦兹力演示仪（1）构造:①电子枪：射出电子②加速电场：作用是改变电子束出射的速度.③励磁线圈：作用是能在两线圈之间产生平行于两线圈中心的连线的匀强磁场.（2）实验演示a、不加磁场时观察电子束的径迹.b、给励磁线圈通电，观察电子束的径迹.c、保持初射电子的速度不变，改变磁感应强度，观察电子束径迹的变化.d、保持磁感应强度不变，改变出射电子的速度，观察电子束径迹的变化.（3）实验结论①沿着与磁场垂直的方向射入磁场的带电粒子，在匀强磁场中做匀速圆周运动.②磁感应强度不变，粒子射入的速度增加，轨道半径也增大。

《带电粒子在匀强磁场中的运动》教案一、教学目标1. 让学生了解带电粒子在匀强磁场中的运动规律。

2. 使学生掌握洛伦兹力的大小和方向计算方法。

3. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。

二、教学内容1. 带电粒子在匀强磁场中的运动方程。

2. 洛伦兹力的大小和方向计算。

3. 带电粒子轨迹的判断。

三、教学重点与难点1. 教学重点：带电粒子在匀强磁场中的运动规律，洛伦兹力的大小和方向计算。

2. 教学难点：带电粒子轨迹的判断，洛伦兹力方向公式的应用。

四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生探究带电粒子在匀强磁场中的运动规律。

2. 利用多媒体动画演示，帮助学生直观理解带电粒子在磁场中的运动。

3. 运用案例分析法，让学生通过解决实际问题，掌握洛伦兹力的大小和方向计算方法。

五、教学过程1. 导入：通过回顾电荷和磁场的基础知识，引导学生思考带电粒子在匀强磁场中如何运动。

2. 新课：讲解带电粒子在匀强磁场中的运动方程，引导学生掌握洛伦兹力的大小和方向计算方法。

3. 案例分析：分析实际例子，让学生运用所学知识解决带电粒子在匀强磁场中的运动问题。

4. 课堂讨论：让学生分组讨论带电粒子轨迹的判断方法，分享各自的观点。

5. 总结：对本节课的主要内容进行总结，强调洛伦兹力方向公式的应用。

6. 作业布置：布置一些有关带电粒子在匀强磁场中运动的练习题，巩固所学知识。

六、教学评价1. 评价目标：检查学生对带电粒子在匀强磁场中运动规律的理解程度。

2. 评价方法：通过课堂提问、作业批改和小组讨论，了解学生对洛伦兹力大小和方向计算的掌握情况。

3. 评价内容：带电粒子运动方程的应用，洛伦兹力方向判断，实际问题解决。

七、教学拓展1. 带电粒子在非匀强磁场中的运动。

2. 洛伦兹力在现代科技领域的应用，如粒子加速器、磁悬浮列车等。

3. 探讨带电粒子在磁场中运动的圆形轨迹与螺旋轨迹的区别。

八、教学资源1. 多媒体教学课件。

2. 动画演示带电粒子在匀强磁场中的运动。

《带电粒子在匀强磁场中的运动》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“带电粒子在匀强磁场中的运动”。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“带电粒子在匀强磁场中的运动”是高中物理选修3-1 中的重要内容。

这部分知识是对前面所学的电场、磁场以及力学知识的综合应用，同时也为后续学习电磁感应等知识奠定了基础。

在教材的编排上，先介绍了洛伦兹力的大小和方向，为研究带电粒子在磁场中的运动提供了理论基础。

接着通过实验和理论推导，得出带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的规律，并介绍了回旋加速器的工作原理。

教材注重知识的逻辑推理和实验探究，旨在培养学生的物理思维能力和科学探究精神。

二、学情分析学生已经掌握了电场、磁场的基本概念和规律，以及圆周运动的相关知识，具备了一定的分析和解决问题的能力。

但是，对于带电粒子在磁场中的复杂运动情况，学生可能会感到抽象和难以理解。

在学习过程中，学生可能会遇到以下困难：对洛伦兹力的方向判断不够熟练；在推导带电粒子做匀速圆周运动的半径和周期公式时，数学运算能力不足；对于带电粒子在磁场中的实际应用，缺乏直观的认识和体验。

三、教学目标基于以上对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识与技能目标（1）理解带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件。

（2）掌握带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径和周期公式，并能熟练运用。

（3）了解回旋加速器的工作原理。

2、过程与方法目标（1）通过实验观察和理论推导，培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。

（2）通过对例题的分析和解决，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的科学态度和创新精神。

（2）让学生体会物理知识与实际生活的紧密联系，增强学生的学习动力。

四、教学重难点1、教学重点（1）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的条件和半径、周期公式。